Question

19．科學家通過利用PCR定點突變技術改造Rubisco酶基因，提高了光合作用過程中Rubisco酶對CO₂的親和力，從而顯著提高了植物的光合作用速率．請回答下列問題：
（1）PCR過程所依據(jù)的原理是DNA雙鏈復制，利用PCR技術擴增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根據(jù)這一序列合成引物；擴增過程需要加入耐高溫的DNA聚合酶（或Taq酶）酶．
（2）啟動子是一段有特殊結構的DNA片段，其作用是RNA聚合酶識別和結合部位，驅動轉錄出mRNA．PCR定點突變技術屬于蛋白質工程的范疇．
（3）可利用定點突變的DNA構建基因表達載體．常用農桿菌轉化法將基因表達載體導入植物細胞，還需用到植物細胞工程中的植物組織培養(yǎng)技術，才能最終獲得轉基因植物，該技術利用的原理是全能性．

Answer 1

分析 1、基因工程技術的基本步驟：
（1）目的基因的獲取：方法有從基因文庫中獲取、利用PCR技術擴增和人工合成．
（2）基因表達載體的構建：是基因工程的核心步驟，基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子和標記基因等．
（3）將目的基因導入受體細胞：根據(jù)受體細胞不同，導入的方法也不一樣．將目的基因導入植物細胞的方法有農桿菌轉化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因導入動物細胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因導入微生物細胞的方法是感受態(tài)細胞法．
（4）目的基因的檢測與鑒定：分子水平上的檢測：①檢測轉基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術；②檢測目的基因是否轉錄出了mRNA--分子雜交技術；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質--抗原-抗體雜交技術．個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等．
2、PCR技術：
（1）概念：PCR全稱為聚合酶鏈式反應，是一項在生物體外復制特定DNA的核酸合成技術．
（2）原理：DNA復制．
（3）前提條件：要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一對引物．
（4）條件：模板DNA、四種脫氧核苷酸、一對引物、熱穩(wěn)定DNA聚合酶（Taq酶）
（5）過程：①高溫變性：DNA解旋過程（PCR擴增中雙鏈DNA解開不需要解旋酶，高溫條件下氫鍵可自動解開）；低溫復性：引物結合到互補鏈DNA上；③中溫延伸：合成子鏈．

解答 解：（1）PCR的原理是DNA雙鏈復制；利用PCR技術擴增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根據(jù)這一序列合成引物；擴增過程是在較高溫度下進行的，因此需要加入耐高溫的DNA聚合酶（或Taq酶）．
（2）啟動子是RNA聚合酶識別和結合部位，驅動轉錄出mRNA．PCR定點突變技術屬于蛋白質工程的范疇．
（3）將目的基因導入植物細胞常用農桿菌轉化法；將轉基因植物細胞培育成轉基因植株還需要采用植物組織培養(yǎng)技術，原理是植物細胞具有全能性．
故答案為：
（1）DNA雙鏈復制     引物      耐高溫的DNA聚合酶（或Taq酶）
（2）RNA聚合酶識別和結合部位，驅動轉錄出mRNA   蛋白質工程
（3）農桿菌轉化法     植物組織培養(yǎng)   全能性

點評 本題考查基因工程的相關知識，要求考生識記基因工程的原理、操作工具及操作步驟中，掌握各操作步驟中需要注意的細節(jié)，能結合所學的知識準確答題．